· активация ферментов лизосом→ распад белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот клетки → нарушение метаболизма, аутолиз клетки. Поступление ферментов лизосом в окружающую среду вызывает развитие воспаления.
При патологии может наблюдаться снижение активности лизосомальных ферментов наследственного и приобретенного характера.
Наследственная или первичная недостаточность ферментов лизосом обусловлена генетическим дефектом синтеза ферментов. В связи со снижением активности ферментов в клетках происходит накопление веществ, которые в норме метаболизируются с участием энзимов лизосом. Указанные формы лизосомальных ферментопатий называются болезнями накопления или лизосомными болезнями (гликогенозы, гепатозы и др.) Лизосомы, потерявшие способность к выполнению своих специфических функций, начинают заполнять клетку и в конечном итоге вызывают превращение ее в огромную каплю того вещества, которое не смогли расщепить дефектные лизосомы. Чаще всего при лизосомных болезнях поражаются клетки печени, скелетной мускулатуры, центральной нервной системы.
Приобретенная иливторичная недостаточность ферментов лизосом связана с воздействием токсинов, солей тяжелых металлов и др. повреждающих факторов на клетку. В патогенезе имеет значение инактивация активных центров лизосомальных ферментов, недостаточность энергетического обеспечения деятельности ферментов, нарушение гормональной регуляции клеточных функций, а также нарушение системы циклических нуклеотидов.
ПОВРЕЖДЕНИЕ РИБОСОМ
Рибосомы – плотные сферические гранулы, состоящие из РНК (40% массы). Рибосомы связаны с эндоплазматической сетью, а также могут свободно находиться в цитоплазме, располагаться поодиночке или группами.
Рибосомы необходимы для реализации генетической программы клеток, с их участием происходит синтез белка на основе считывания информации с и-РНК.
Повреждающие факторы
| · разрушение группировок субъединиц рибосом (полисом) · уменьшение числа рибосом · отрыв рибосом от мембран эндоплазматического ретикулума |
уменьшение синтеза белка в клетке.
ПОВРЕЖДЕНИЕ ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ СЕТИ И ПЕРОКСИСОМ
Эндоплазматическая сеть (ретикулум) представлена системой внутриклеточных канальцев, вакуолей, цистерн, ограниченных цитоплазматическими мембранами. Эта система составляет основную часть внутриклеточных органелл, она контактирует с ядерной оболочкой, аппаратом Гольджи, митохондриями, рибосомами и предназначена для транспорта веществ в клетку, депонирования веществ, в частности, катиона кальция, детоксикации различных химических веществ экзогенного и эндогенного происхождения (микросомальная система окисления), синтеза липидов и белков как на экспорт, так и для собственных мембран клетки, синтеза ферментов лизосом.
Структурные проявления повреждения эндоплазматической сети
· расширение канальцев сети, вплоть до образования крупных вакуолей и цистерн, вследствие накопления в них жидкостей
· отек и набухание вакуолей и петель, которые могут распадаться на мелкие гранулы, что может привести к отсоединению рибосом от шероховатого ретикулума
Последствия повреждения эндоплазматической сети
Многообразны, зависят от вида клеток, включают, например, нарушение распространения импульса возбуждения, синтеза белка, сократительной функции мышечных волокон, процессов детоксикации, развитие клеточной дистрофии и др.
Пероксисомы (микротельца) топографически тесно связаны с гладким эндоплазматическим ретикулумум. В них содержатся различные оксидазы, которые участвуют в процессах окисления жирных кислот, углеводов, аминокислот и др. Пероксисомы участвуют в образовании и инактивации перекиси водорода, окислении СЖК, мочевой кислоты. Пероксисомы обеспечивают кислород-зависимый бактерицидный эффект при фагоцитозе. При повреждении пероксисом происходит увеличение или уменьшение их количества в клетке.
Может наблюдаться наследственное нарушение функции пероксисом (дефект ферментов или отсутствие микротелец в клетке).
Последствия повреждения пероксисом: снижение активности ферментов пероксисом, недостаточность фагоцитоза.
ПОВРЕЖДЕНИЕ КОМПЛЕКСА ГОЛЬДЖИ,
МИКРОТРУБОЧЕК И МИКРОФИЛАМЕНТОВ
Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) образован системой канальцев и цистерн, выполняет значительную роль в процессах транспорта всех внутриклеточных белков, синтеза ряда веществ, активации ферментов. Участвует в депонировании белков и биологически активных веществ, синтезированных в эндоплазматической сети. С помощью пластинчатого комплекса происходит процесс выведения готовых секретов за пределы клетки, поэтому он особенно хорошо развит в секреторных и нервных клетках. Вакуоли аппарата Гольджи дают начало лизосомам.
Последствия повреждения аппарата Гольджи
· нарушение доставки клеточных белков
· нарушение выведения из клетки продуктов жизнедеятельности
· нарушение инактивации токсических соединений
· нарушение активности ферментов лизосом
Микротрубочки и микрофиламенты составляют «скелет» клетки, обеспечивают выполнение ими опорной, транспортной, контрактильной, двигательной функций. Микротрубочки часто уложены в связки, что обеспечивает значительную прочность и жесткость цитоскелету, они образуются при полимеризации белка тубулина. Сократительные белки клетки тубулин, динеин, динамин, актин, миозин прикреплены к органоидам и плазматической мембране, что обеспечивает форму клетки, ее передвижение, внутриклеточное перемещение органоидов и включений соединений. Благодаря этой системе происходит также прикрепление клетки к межклеточному веществу и клеток между собой, передача цитоплазматического сигнала от рецепторов на цитоплазматическую мембрану внутри клетки.
Повреждение цитоскелета клетки вызывают вирусы, токсины бледной поганки, колхицин, антитела против белков цитоскелета.
Последствия повреждения цитоскелета клетки
o Нарушение транспорта секреторных гранул и жидкостей
o Нарушение реализации фагоцитоза
o Нарушение митотического деления клетки
o Нарушение упорядочного движения ресничек
o Плохое прикрепление клеток к межклеточному веществу, что облегчает процесс метастазирования при опухолевом росте
ПОВРЕЖДЕНИЕ ГИАЛОПЛАЗМЫ И ПЛАЗМОЛЕММЫ
Цитоплазма (гиалоплазма) представляет собой жидкую слабовязкую внутреннюю среду клетки, основным компонентом ее является внутриклеточная жидкость, различные структуры (органеллы), специализированные образования, включения. В гиалоплазме наблюдается упорядочная циркуляция внутриклеточной жидкости, а также ритмическое движение органелл. Благодаря свойствам гиалоплазмы в различных регионах клетки может циркулировать различная по составу жидкость.
При действии повреждающих факторов происходит:
· уменьшение или увеличение содержания в гиалоплазме жидкостей
· протеолиз или коагуляция белка цитоплазмы
· образование включений, не встречающихся ранее
· нарушение упорядочного характера циркуляции жидкости (изменения транспорта нейромедиаторов по аксонам нейронов, замедление миграции фагоцитов).
Повреждение гиалоплазмы приводит к нарушению процессов метаболизма в клетке, функции органелл, процессов восприятия регулирующих влияний на клетку.
Плазмолемма в норме выполняет защитную, барьерную, контактную, информационную, транспортную функции, так как благодаря ей происходит межклеточное взаимодействие и кооперация клеток из-за наличия на ней рецепторных образований, поверхностных антигенов, межклеточных стыков.
При повреждении клетки указанные функции нарушаются в следствие:
· значительного повышения проницаемости плазмолеммы
· нарушения целостности плазмолеммы
· снижения числа и чувствительности рецепторных структур и трансмембранных каналов.
Нарушение функции плазмолеммы может потенцировать степень и масштаб расстройств в уже поврежденной клетке, а также вызвать альтерацию других, интактных клеток.
АПОПТОЗ КЛЕТКИ
Развитие многоклеточного организма предполагает наличие баланса между пролиферацией, дифференцировкой и гибелью клеток. Они погибают как в физиологических, так и в патологических ситуациях. Клетки, выполнившие свои функции, погибают в течение всей жизни организма. Известно два качественно различных вида смерти клеток:
1. некроз
2. апоптоз
Отличия некроза и апоптоза
| Некроз | Апоптоз |
| Смерть поврежденной клетки | Программированная гибель клетки |
| Отмечается необратимое прекращение жизнедеятельности, которому предшествует состояние паранекроза и некробиоза | Программа апоптоза запускается информационным сигналом |
| Является завершающим этапом клеточных дистрофий | Завершается фагоцитозом фрагментов разрушенной клетки |
| Является следствием действия на клетку высоко патогенных факторов | Наступает в ходе многих естественных процессов и при адаптации клетки к повреждающим факторам |
| Морфологически отмечается кариопикноз или кариолизис, набухание, сморщивание, кальциноз в митохондриях | Морфологически отмечается конденсация и фрагментация цитоплазмы, конденсация и рексис ядра |
| При лизисе клетки происходит освобождение содержимого в межклеточное пространство, что сопровождается развитием воспаления | Не сопровождается развитием воспаления |
| Лизис некротизированной клетки может происходить под влиянием ферментов лизосом (аутолиз) и фагоцитозом (гетеролизис), без использования энергии | Энергозависимый процесс, требует синтеза белка |
СТАДИИ И МЕХАНИЗМЫ АПОПТОЗА
1.Инициация
2. Программирование
3. Реализация программы
4. Удаление погибшей клетки
1. Инициация
В эту стадию на рецепторы клетки поступают сигналы, стимулирующие апоптоз. Эти сигналы могут быть:
| Внеклеточные: | Внутриклеточные: |
| Действие на клетку ФНО | Ацидоз |
| Отсутствие действия на клетку | Избыток свободных радикалов |
| факторов роста, цитокинов | Повышение температуры |
| Внутриклеточные вирусы |
2. Программирование
В эту стадию происходит передача сигнала апоптоза для активации исполнительной программы двумя механизмами:
· минуя геном клетки, активируя каспазы и эндонуклеазы - ферменты, вызывающие протеолиз белков (прямая активация каспаз и эндонуклеаз)
· через геном клетки: репрессия генов, кодирующих ингибиторы апоптоза, либо активация генов, кодирующих промоторы апоптоза (опосредованная активация каспаз и эндонуклеаз)
3. Реализация программы
Гибель клетки вследствие активации протеолитического и нуклеолитического каскадов.
Активация Са 2+, Мg 2+ - зависимых эндонуклеаз→
распад ДНК
| Активация каспаз → протеолиз белков цитоскелета, ядра, регуляторных белков, ферментов и др. |
| Разрушение клетки, образование апоптозных телец (окруженные мембраной фрагменты клетки, содержащие остатки органелл, цитолеммы, цитоплазмы, хроматина) |
4. Удаление фрагментов погибших клеток
| Образование на апоптозных тельцах рецепторов к фагоцитам→ фагоцитоз апоптозных телец. При этом содержимое клетки не попадает в межклеточное пространство вследствие чего отсутствует воспалительная реакция. |
